Koristimo kolačiće kako bismo poboljšali vaše iskustvo. Nastavkom pregledavanja ove stranice pristajete na našu upotrebu kolačića. Više informacija.
Objavljujući u časopisu Additive Manufacturing, tim istraživača s Instituta za visoko obrazovanje Manipal u Indiji izvijestio je o razvoju 3D tiskane samovlažeće kontaktne leće. Trenutačno u fazi pred-validacije, istraživanje ima važne implikacije za razvoj medicinski uređaji sljedeće generacije koji se temelje na kontaktnim lećama.
Pametne kontaktne leće
Studija: Kontaktne leće koje se same vlaže koristeći kapilarni protok. Zasluga za sliku: Kichigin/Shutterstock.com
Kontaktne leće se često koriste za ispravljanje vida i prednost im je što ih je lakše nositi od naočala. Osim toga, imaju kozmetičku namjenu jer ih neki ljudi smatraju estetski ugodnijima. Osim ove tradicionalne uporabe, kontaktne leće su istražene za primjenu u biomedicini za razvoj neinvazivnih pametnih senzorskih uređaja i dijagnostike na mjestu skrbi.
Provedeno je nekoliko studija u ovom području i razvijene su neke značajne inovacije. Na primjer, Google leća je pametna kontaktna leća koja se može koristiti za praćenje razine glukoze u suzama i pružanje dijagnostičkih informacija za osobe s dijabetesom. Intraokularni tlak i oko pokreti se mogu pratiti pomoću pametnih uređaja. Nanostrukturirani materijali ugrađeni su u senzorske platforme temeljene na pametnim kontaktnim lećama kako bi djelovali kao senzori.
Međutim, uporaba ovih uređaja može biti izazovna, ometajući komercijalni razvoj platformi temeljenih na kontaktnim lećama. Nošenje kontaktnih leća tijekom duljeg vremenskog razdoblja može uzrokovati nelagodu, a one imaju tendenciju isušivanja, uzrokujući više problema korisniku. Kontaktne leće ometaju prirodni proces treptanja, što dovodi do nedovoljnog zadržavanja vode i oštećenja osjetljivog tkiva ljudskog oka.
Tradicionalne metode uključuju kapi za oči i punktalne čepiće, koji poboljšavaju stimulaciju suza kako bi se oči hidratizirale. Dva su nova pristupa razvijena posljednjih godina.
U prvom pristupu, jednoslojni grafen se koristi za smanjenje isparavanja vode, iako je ovaj pristup ometen složenim metodama izrade. U drugoj metodi, elektroosmotski protok se koristi za održavanje hidratacije leće, iako ova metoda zahtijeva razvoj pouzdanih biokompatibilnih baterije.
Kontaktne leće tradicionalno se proizvode pomoću metoda strojne obrade, oblikovanja i centrifugalnog lijevanja. Postupci kalupljenja i centrifugalnog lijevanja imaju isplative prednosti, ali su ometeni složenim tretmanima naknadne obrade za poboljšanje prianjanja materijala na površinu kalupa. Izrada tokarilom je složen i skup proces s ograničenjima dizajna.
Aditivna proizvodnja pojavila se kao obećavajuća alternativa tradicionalnim tehnikama proizvodnje kontaktnih leća. Ove tehnike nude prednosti kao što su skraćeno vrijeme, veća sloboda dizajna i ekonomičnost. 3D ispis kontaktnih leća i optičkih uređaja još je u povojima, a istraživanje o ovi procesi nedostaju. Izazovi nastaju s gubitkom strukturnih značajki i slabim međupovršinskim prianjanjem u naknadnoj obradi. Smanjenje veličine koraka rezultira glatkijom strukturom, što poboljšava prianjanje.
Iako se sve više i više istraživanja usredotočuje na upotrebu metoda 3D ispisa za izradu kontaktnih leća, nedostaju rasprave o izradi kalupa u usporedbi sa samim lećama. Kombinacija tehnologije 3D ispisa s tradicionalnim metodama proizvodnje nudi najbolje od oba svijeta.
Autori su upotrijebili novu metodu za 3D ispis kontaktnih leća koje se samovlaže. Glavna struktura proizvedena je pomoću 3D ispisa, a model je razvijen pomoću AutoCAD-a i stereolitografije, uobičajene tehnike 3D ispisa. Promjer matrice je 15 mm, a osnovni luk je 8,5 mm. Veličina koraka u procesu proizvodnje je samo 10 µm, prevladavajući tradicionalne probleme s 3D tiskanim kontaktnim lećama.
Pametne kontaktne leće
Optička područja proizvedenih kontaktnih leća zaglađuju se nakon tiskanja i repliciraju na PDMS, mekani elastomerni materijal. Tehnika koja se koristi u ovom koraku je metoda meke litografije. Ključna značajka tiskanih kontaktnih leća je prisutnost zakrivljenih mikrokanala unutar strukture , što im daje mogućnost samokvašenja. Nadalje, leća ima dobru propusnost svjetla.
Autori su otkrili da razlučivost slojeva strukture diktira dimenzije mikrokanala, s duljim kanalima ispisanim u sredini leće i kraćim duljinama na rubovima ispisanih struktura. Međutim, kada su izložene plazmi kisika, strukture su postale hidrofilne , olakšavajući protok tekućine vođen kapilarama i vlažeći tiskane strukture.
Zbog nedostatka kontrole veličine i distribucije mikrokanala, mikrokanali s dobro definiranim mikrokanalima i smanjenim efektima koraka ispisani su na glavnu strukturu, a zatim replicirani na kontaktnu leću. Upotrijebite aceton za poliranje optičkih područja glavne strukture i ispis zakrivljenih kapilara kako bi se zaobišao gubitak prijenosa svjetlosti.
Autori kažu da njihova nova metoda ne samo da poboljšava sposobnost samoovlaživanja tiskanih kontaktnih leća, već također pruža platformu za budući razvoj kontaktnih leća s omogućenim laboratorijskim korištenjem čipa. To otvara vrata za njihovu upotrebu kao stvarnih funkcionalnih leća. -primjene detekcije biomarkera vremena. Sveukupno, ova studija daje zanimljiv smjer istraživanja za budućnost biomedicinskih uređaja temeljenih na kontaktnim lećama.
Vrijeme objave: 30. travnja 2022
